【隐创126期】基于虚拟现实技术的伪装效果评估方法研究（二）
编者按：
军事伪装评估是一个关键的技术领域，随着科技的不断发展能够持续前进。具体而言，虚拟现实技术的发展及其在用户测试和产品开发中的应用为改善评估新型伪装图案的条件范围以及与此类评估相关的控制程度和定量精度提供了新的机会。本文记录了一项正在进行的将虚拟现实技术应用于单兵迷彩服装评估的工作。该实验将来自标准光学模拟过程的目标检测数据与从相同任务的虚拟模拟中收集的数据进行比较。研究人员虽然注意到真实和虚拟之间的差异，但这些发现仍旧令人鼓舞，并为虚拟现实如何补充更传统的伪装效果评估提供了新的视角。最后讨论了过程中的这些教训，并考虑了额外研究的途径。
分别计算试验中目标存在和目标不存在的中位反应时间。这些数据使用重复测量进行分析，包括距离（25、50、75、100、125、150、175、250、300和400米）、伪装图案（A、B）和环境作为因素，分析中排除了错误和无反应试验。在所有情况下，准确率都接近或达到上限，因此，将只报告对响应时间的分析。
对于真实战场对抗环境下，距离对于伪装效果有较大影响，而环境的影响同样也很显著。在距离为250m、300m和400m的情况下，与模式B相比，模式A的随距离的变化不明显。在虚拟环境中，距离的影响也显著减弱，尤其是模式A。如图2所示，与虚拟图像相比，真实图像中的图案之间的差异更大。如图3所示，与观测距离的额外相互作用表明，只有在最大观测距离时，模式B的反应时才变得明显，并且虚拟刺激在伪装模式和观看距离的变化中显示出明显较小的反应时间变化。
图 2 目标展示试验中迷彩图案与环境的双向交互作用
黑条代表用图像采集刺激观察到的模式A和模式B的即时反应时间，而白条代表用虚拟刺激观察到的即时反应时间。误差线代表每个条件的平均值的标准误差。
图 3 目标演示试验中视距、伪装图案和环境之间的三向交互
在更大的观看距离下，图案A(用实线填充的正方形)和图案B(用实线填充的圆圈)的照片图像的RTs增加更明显。图案B的虚像(带虚线的开放圆)遵循相同的一般图案，但在两个最大距离处下降。对于图案A的虚像(用虚线填充的正方形)，RTs保持平坦。误差线代表每个平均值周围的一个标准误差。
上面呈现的方差分析结果显示了现实和虚拟之间的各种差异刺激。作为对这些刺激之间对应关系的额外测量，研究人员计算了两种伪装图案的真实和虚拟版本之间的相关系数，对目标存在试验和目标不存在试验进行了单独的关联。
目前的数据代表了发展单兵伪装虚拟评估程序的初步尝试。真实和虚拟图像模拟任务中目标检测数据的比较使我们谨慎乐观地认为，虚拟现实可以作为野外和图像模拟技术的补充。基于真实数据源和虚拟数据源的反应之间存在差异，共同的发现是虚拟刺激的反应时间明显低于真实照片刺激。然而，相关分析表明，真实和虚拟刺激的反应时作为距离的函数的总体分布是一致的，至少对于目标呈现试验是如此。
虚拟刺激的快速反应主要是由于摄影目标和其虚拟模拟之间的视觉显著性差异。虽然虚拟环境的着色和纹理是从照片图像中绘制的，但虚幻图形引擎引入了许多失真（例如，目标的靴子在虚拟图像中弹出，但在照片中没有）。幸运的是，平衡虚拟环境的视觉属性以精确匹配摄影刺激的视觉属性是相当简单的。
同样，真实图像和虚拟图像的纹理梯度也不同。特别是欧文堡树叶的形状、颜色和分布只是在我们的虚拟环境中近似模拟的。树叶在几何上是复杂的，在试图用大量的虚拟灌木填充虚拟环境时，人们很快就接近了图形处理的极限。研究人员正在努力优化虚拟模型，以更好地平衡计算约束和视觉保真度。
如上所述，当观察者被放置在沉浸式动态虚拟环境中时，使用虚拟现实进行伪装效果评估的全部潜力显现出来，该虚拟环境能够模拟运动、照明、天气的模糊效应（例如，雨、沙尘暴）、夜视条件等等。我们目前正在开发一个虚拟的城市地形军事行动环境，与我们基于三维扫描的士兵模型相关联，以探索这些对探测伪装目标能力的关键调节影响。
最后，本实验展示了与使用虚拟现实进行伪装评估相关的潜在和技术挑战。这是一个关键领域，现代人为因素方法的应用可能对作战人员产生潜在影响。虽然基于虚拟现实的评估程序能否取代真实世界的实地测试或图像模拟方法值得怀疑，但这些技术可能会显著扩展支持伪装开发人员和用户的工具。